Co to jest PLA?
Kwas polimlekowy, znany również jako PLA (kwas polimlekowy), to termoplastyczny monomer pochodzący z odnawialnych źródeł organicznych, takich jak skrobia kukurydziana, trzcina cukrowa lub wysłodki buraczane.
Chociaż jest taki sam jak poprzednie tworzywa sztuczne, jego właściwości stały się zasobami odnawialnymi, co czyni go bardziej naturalną alternatywą dla paliw kopalnych.
PLA jest nadal neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla, jadalny i biodegradowalny, co oznacza, że w odpowiednich środowiskach może całkowicie się rozłożyć, zamiast rozkładać się na szkodliwe mikroplastiki.
Ze względu na zdolność do rozkładu jest powszechnie stosowany jako materiał opakowaniowy do biodegradowalnych toreb plastikowych, słomek, kubków, talerzy i zastawy stołowej.
Mechanizm degradacji PLA
PLA ulega niebiologicznej degradacji poprzez trzy mechanizmy:
Hydroliza: Grupy estrowe w głównym łańcuchu ulegają rozerwaniu, co powoduje spadek masy cząsteczkowej.
Rozkład termiczny: złożone zjawisko, w wyniku którego powstają różne związki, takie jak lżejsze cząsteczki, liniowe i cykliczne oligomery o różnych masach cząsteczkowych oraz laktyd.
Fotodegradacja: Promieniowanie ultrafioletowe może powodować degradację. Jest to główny czynnik narażający kwas polimlekowy na działanie promieni słonecznych w tworzywach sztucznych, pojemnikach opakowaniowych i zastosowaniach foliowych.
Reakcja hydrolizy to:
-COO- + H2O → -COOH + -OH
Szybkość degradacji jest bardzo powolna w temperaturze otoczenia. Badanie z 2017 roku wykazało, że PLA nie doświadczył żadnej utraty jakości w ciągu roku w wodzie morskiej o temperaturze 25 ° C (77 ° F), ale w badaniu nie mierzono rozkładu ani absorpcji wody przez łańcuchy polimerowe.
Jakie są obszary zastosowań PLA?
1. Dobra konsumpcyjne
PLA znajduje zastosowanie w różnych towarach konsumpcyjnych, takich jak jednorazowe zastawy stołowe, torby na zakupy w supermarketach, obudowy urządzeń kuchennych, a także laptopy i urządzenia podręczne.
2. Rolnictwo
PLA stosuje się w postaci włókien do pojedynczych żyłek i sieci wędkarskich do zwalczania roślinności i chwastów. Stosowany do worków z piaskiem, doniczek, pasów wiążących i lin.
3. Leczenie
PLA można rozłożyć na nieszkodliwy kwas mlekowy, dzięki czemu nadaje się do stosowania jako sprzęt medyczny w postaci kotew, śrub, płytek, szpilek, prętów i siatek.
Cztery najczęstsze możliwe sytuacje złomowania
1. Recykling:
Może to być recykling chemiczny lub recykling mechaniczny. W Belgii Galaxy uruchomiła pierwszą pilotażową instalację chemicznego recyklingu PLA (Loopla). W odróżnieniu od recyklingu mechanicznego odpady mogą zawierać różne zanieczyszczenia. Kwas polimlekowy można odzyskać chemicznie w postaci monomerów poprzez polimeryzację termiczną lub hydrolizę. Po oczyszczeniu monomery można wykorzystać do produkcji surowego PLA bez utraty pierwotnych właściwości.
2. Kompostowanie:
PLA może ulegać biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego, najpierw w drodze hydrolizy chemicznej, następnie w wyniku fermentacji mikrobiologicznej, a na koniec ulega degradacji. W warunkach kompostowania przemysłowego (58°C (136°F)) PLA może częściowo (około połowy) rozłożyć się na wodę i dwutlenek węgla w ciągu 60 dni, a pozostała część rozkłada się później znacznie wolniej, w zależności od krystaliczności materiału. W środowisku pozbawionym niezbędnych warunków rozkład będzie bardzo powolny, podobnie jak w przypadku niebiologicznych tworzyw sztucznych, które nie ulegną całkowitemu rozkładowi przez setki lub tysiące lat.
3. Spalanie:
PLA można spalać bez wytwarzania chloru zawierającego chemikalia lub metale ciężkie, ponieważ zawiera tylko atomy węgla, tlenu i wodoru. Spalanie złomowanego PLA wygeneruje 19,5 MJ/kg (8368 btu/funt) energii bez pozostawiania jakichkolwiek pozostałości. Wynik ten, wraz z innymi ustaleniami, wskazuje, że spalanie jest przyjazną dla środowiska metodą przetwarzania odpadowego kwasu polimlekowego.
4. Składowisko:
Chociaż PLA może trafiać na wysypiska śmieci, jest to wybór najmniej przyjazny dla środowiska, ponieważ materiał rozkłada się powoli w temperaturze otoczenia, zazwyczaj tak wolno, jak inne niedegradowalne tworzywa sztuczne.
Czas publikacji: 20 listopada 2024 r